Application Report
ZHCA530 – April 2013
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LDO
环路稳定性及其对射频频综相噪的影响
李俊明, 龙云
摘 要
相位噪声是时钟、射频频综最为关注的技术指标之一。影响锁相环相噪的因素有很多，比
如电源、参考源相噪、VCO 自身的相噪、环路滤波器的设置等。其中，电源引入的低频噪
声往往对锁相环的近端相噪有着很大的影响。对于高性能的时钟和射频频综产品，为了获
得极低的相噪性能，往往采用低噪声的 LDO 供电。然而，采用不同的 LDO 给频综供电，
取得的相噪性能往往会有很大差别，同时，LDO 外围电路设计也会影响到频综的相噪性能。
本文首先简要地介绍了 LDO 的噪声来源及环路稳定性对输出噪声的影响；其次，根据调频
理论推导出 VCO 的相位噪声与 LDO 的噪声频谱密度的理论计算关系。在此基础上，为了
验证 LDO 噪声对射频频综输出相噪的影响，分别采用 TPS7A8101 和 TPS74401 LDO 评
估板给 TRF3765 射频频综评估板供电，对比测试这两种情况下的 TRF3765 相噪曲线；同
时，为了验证 LDO 环路稳定性对频综相噪的影响，针对 TPS7A8101 评估板的参考电路做
出部分修改，并对比测试了电路修改前后的 TRF3765 输出相噪。
目录
1 LDO 噪声来源及环路稳定性对输出噪声影响 ......................................................................................... 2
1.1 LDO 噪声来源 ........................................................................................................................... 2
1.2 LDO 噪声抑制方法 .................................................................................................................... 3
1.3 LDO 环路稳定性与输出噪声的关系 ........................................................................................... 4
2 LDO 噪声与 VCO 输出相噪的关系 .................................................................................................... 5
3 采用不同 LDO 进行射频频综供电对比测试 ........................................................................................ 6
3.1 TPS7A8101/TPS74401 频综供电对比测试 ............................................................................... 6
3.2 TPS7A8101 输出电路优化及其对频综相噪的影响 ..................................................................... 8
4 结论 .................................................................................................................................................. 10
5 参考文献 ........................................................................................................................................... 10
图表
图 1 LDO 的 PSRR 与噪声 ..................................................................................................................... 2
图 2 LDO 内部框图（噪声源） ............................................................................................................... 3
图 3 LDO 内部框图（增加噪声抑制电容和前馈电容） ........................................................................... 3
图 4 不同
FF
C
下的噪声频谱密度图 .......................................................................................................... 4
图 5 LDO 小信号模型 ............................................................................................................................. 4
图 6 增加前馈电容后的频率响应波特图 .................................................................................................. 5
图 7 由电源噪声引入的 VCO 相噪恶化 ................................................................................................... 5
图 8 TPS7A8101 与 TPS74401 噪声频谱密度图 .................................................................................... 7
图 9 LDO 频综供电对比测试设置 ........................................................................................................... 7
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付浮悠
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